水分子对初始碳烟颗粒形成过程影响的分子动力学模拟

论文摘要

采用LAMMPS软件,基于ReaxFF,以十氢化萘、萘、2-甲基蒽、1-乙基芘为催化油浆的模型化合物研究了600～2500 K温度下催化油浆形成初始碳烟颗粒的过程,考察了2500 K时水分子对初始碳烟颗粒形成过程的影响。研究表明温度在600 K时模型化合物分子主要是物理聚集成核。温度在900～1700 K时模型化合物分子处于聚集和分离的动态过程,无法从单体向碳烟颗粒转变。温度高于2100 K时主要是化学成核,模型化合物分子碳氢键先断裂,然后碳碳键断裂产生大量短碳链,碳链经成键和环化形成初始碳烟颗粒。温度在2500 K时水分子抑制模型化合物分子化学成核,随着体系氢碳比的增加,抑制初始碳烟颗粒形成的作用增强。水分子产生氢自由基和氢氧自由基,这些基团会直接导致模型化合物分子的侧链断裂和碳碳键断裂形成大量短碳链。碳链继续与氢自由基和氢氧自由基作用形成一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等而被消耗,水分子的作用为促进短碳链形成和抑制短碳链向形成初始碳烟颗粒的方向进行。

论文目录

• 引言
• 1 模拟研究方法
• 2 实验结果与讨论
•   2.1 模型化合物分子团聚片层间距的选定
•   2.2 温度对初始碳烟颗粒形成过程的影响
•   2.3 水分子在高温下对初始碳烟颗粒形成的影响
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孟凯,许建良,代正华,刘海峰,王辅臣,龚剑洪

关键词: 催化油浆,初始碳烟颗粒,分子模拟,热解,成核

来源: 化工学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 燃料化工,石油天然气工业

单位: 华东理工大学资源与环境工程学院,上海市煤气化工程技术研究中心,中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院

基金: 国家自然科学基金项目(21776087),国家重点研发计划项目(2018YFB0605000,2017YFB0602600)

分类号: TE665.3

页码: 2237-2243

总页数: 7

文件大小: 1188K

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